JP2001289298A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチ操作によっても、ロックノブの手動
操作によってもドアのロックおよびアンロックができる
と共に、作動音や部品点数、通電時間を低減することが
でき、もって製造コストおよび消費電力を減少させるこ
とができるアクチュエータを提供する。 【解決手段】 正逆回転するアーマチュア軸３ａを備え
たモータ３と、モータ３のアーマチュア軸３ａに取付け
られたウオーム４と、ウオーム４に噛み合って回動する
セクタギヤ５と、セクタギヤ５の回転軸５ｂに連結され
た出力レバー６から構成されるアクチュエータ１におい
て、モータ３の回転をセクタギヤ５に伝達するウオーム
４の条数を３から５条の範囲にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車の
ドアをスイッチ操作などに基づく電気信号に応じて自動
的にロックあるいはアンロックするドアロック装置に用
いられるアクチュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような自動ドアロック装置におい
ては、運転席からのスイッチ操作によって、後部座席や
助手席側ドアをも一括してロックあるいはアンロックし
たり、車速がある一定のスピードに達した時に自動的に
ドアをロックしたりすることができ、非常に便利な装置
である。

【０００３】一方、後部座席や助手席の乗客が自分でド
アを開けて車外に出たり、運転者がエンジンを止め、エ
ンジンキーを抜いた状態、あるいはキースイッチをオフ
にした状態でもドアを開けたりすることができるために
は、運転席のスイッチ操作のみならず、各ドアに取付け
られたロックノブの手動操作によっても、ロックおよび
アンロック操作が可能でなければならない。

【０００４】そこで、従来のドアロックアクチュエータ
においては、例えば実公平８−２３５３号公報に記載さ
れているように、いわゆる空振り機構を設けることによ
り、駆動用モータが作動していない時には、アクチュエ
ータの出力部材をフリーな状態とし、出力部材がノブの
手動操作によってロック側にもアンロック側にも自由に
移動できるようにしてある。

【０００５】すなわち、図３（ａ）および（ｂ）は、上
記公報に記載されたドアロックアクチュエータの主要構
造を示すものであって、図に示すドアロックアクチュエ
ータは、正逆回転可能なモータのシャフトに取付けられ
たウオーム５１（図３（ｂ）参照）に噛み合って回転す
るウオームホイール５２と、ウオームホイール５２に設
けた係止部５２ａに係合する係合部５３ａを有し、該係
合部５３ａにウオームホイール５２の係止部５２ａが係
合している間のみウオームホイール５２に連れ回りする
ピニオン５３と、ピニオン５３に噛み合って回動し、軸
部５４ａに出力部材としてのスイングアーム５５（図３
（ｂ）参照）を備えたセクタギヤ５４を有すると共に、
前記ウオームホイール５２の下部には、ウオームホイー
ル５２を付勢し、モータが停止したのちウオームホイー
ル５２を中立位置に戻すコイル状の戻しばね５６を備え
ている。

【０００６】図３（ｂ）は、上記ドアロックアクチュエ
ータのスイングアーム５５がアンロック位置Ｕにある状
態を示しているが、この状態においてピニオン５３は反
時計回り方向には自由に回転することができるため、ス
イングアーム５５に連結された図外のロックノブを手動
操作することによって、スイングアーム５５がほとんど
抵抗なくロック位置Ｌに移動することから、手動によっ
ても容易にドアをロックすることができる。

【０００７】また、図３（ｂ）の状態において、ドアロ
ックスイッチをロック側に操作すると、モータへの給電
が開始され、ウオーム５１の回転によって、戻しばね５
６の弾性力に抗してウオームホイール５２が反時計回り
方向に回転する。やがてウオームホイール５２の係止部
５２ａがピニオン５３の係合部５３ａに係合すると、ピ
ニオン５３が反時計回り方向に回転し、セクタギヤ５４
が軸部５４ａを中心に時計回り方向に回動するので、ス
イングアーム５５がロック位置Ｌに移動し、ドアが自動
ロックされる。

【０００８】そして、ドアの自動ロックが終了して、モ
ータへの給電が断たれると、ウオームホイール５２が戻
しばね５６の弾性力によって反時計回り方向に回転し始
め、ピニオン５３およびセクタギヤ５４，スイングアー
ム５５をその位置に置き去りにして、ウオームホイール
５２だけが元の中立位置に戻ることになる。

【０００９】これによって、ウオームホイール５２の係
止部５２ａとピニオン５３の係合部５３ａとの係合状態
が解除され、ピニオン５３の時計回り方向の回転が自由
になるため、図外のロックノブの手動操作によって、ス
イングアーム５５をほとんど抵抗なくアンロック位置Ｕ
に移動させることができるようになり、手動操作によっ
てもドアのロック状態を解除することができる。

【００１０】もちろん、ロック状態においてドアロック
スイッチをアンロック側に操作すれば、モータの逆回転
によって、ウオームホイール５２が時計回り方向に回転
し、ウオームホイール５２の係止部５２ａがピニオン５
３の係合部５３ａに逆方向から係合することによって、
ピニオン５３が時計回り方向に回転し、セクタギヤ５４
を介してスイングアーム５５をアンロック位置Ｕに移動
し、ドアのロックが解除される。そして、戻しばね５６
の弾性力によってウオームホイール５２だけが反時計回
り方向に回転して中立位置に戻り、図３（ｂ）に示した
状態となる。

【００１１】すなわち、上記ドアロックアクチュエータ
においては、スイッチ操作に基づくドアロックの自動作
動が終了したのち、戻しばね５６によってウオームホイ
ール５２だけを常時中立位置に戻しておくことにより、
各ドアに設けられたロックノブの手動操作によってもド
アをロックしたり、アンロックしたりすることができる
ようになっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されたドアロックアクチュエータにおいては、
部品点数が多いことと共に、ロックあるいはアンロック
作動の後、戻しばねによるウオームホイールの逆転に際
して、耳障りな音が生じることや、戻しばねの反力によ
ってトルクが減少することから２段減速構造を採用して
おり、このため通電時間が長くなるなどの問題点があ
り、このような問題点を解消することが従来のドアロッ
クアクチュエータにおける課題となっていた。

【００１３】

【発明の目的】本発明は、従来のアクチュエータにおけ
る上記課題に着目してなされたものであって、スイッチ
操作によっても、ロックノブの手動操作によってもドア
のロックおよびアンロックが可能であると共に、作動
音，部品点数および通電時間を低減することができ、製
造コストおよび消費電力を減少させることができるアク
チュエータを提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
るアクチュエータは、電流供給に応じて正逆回転するア
ーマチュア軸を有するモータと、前記モータのアーマチ
ュア軸に取付けられたウオームと、前記ウオームに噛み
合うセクタギヤと、前記セクタギヤの回転軸に連結され
た出力レバーを備え、前記ウオームの条数が３ないし５
である構成としたことを特徴としており、アクチュエー
タにおけるこのような構成を前述した従来の課題を解決
するための手段としている。

【００１５】本発明に係わるアクチュエータの実施の形
態として、本発明の請求項２に係わるアクチュエータに
おいては、前記ウオームの条数が３であって、進み角が
２１度から２５°の角度、同じく請求項３に係わるアク
チュエータにおいては、前記ウオームの条数が４であっ
て、進み角が２８度から３２度の角度、さらに請求項４
に係わるアクチュエータにおいては、前記ウオームの条
数が５であって、進み角が４３度から４７度の角度にそ
れぞれ選ばれている構成としたことを特徴としている。

【００１６】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わるアクチュエー
タは、モータと、このモータのアーマチュア軸に取付け
られたウオームと、このウオームに噛み合って回動する
セクタギヤと、このセクタギヤの軸に連結された出力レ
バーを備えたものであるから、例えば、ドアロックスイ
ッチがロック側に操作され、電流が供給されてモータが
回転すると、ウオームおよびセクタギヤを介して出力レ
バーがロック位置に移動するので、出力レバーに連結さ
れたドアロックがロック状態となる。そして、ドアロッ
クスイッチをアンロック側に操作すれば、モータが逆方
向に回転し、出力レバーがアンロック位置に移動してド
アロックのロック状態が解除されることになる。

【００１７】このとき、モータの回転がウオームを介し
て直接セクタギヤおよび出力レバーに伝達される（１段
変速）ので、モータへの通電時間が減少すると共に、ウ
オームホイールやピニオン、さらには後述するように戻
しばねも不要になるので、部品点数が減少する。

【００１８】また、モータの回転をセクタギヤに伝達す
るウオームの条数が３条ないし５条となっていることか
ら、ウオームの進み角が大きなものとなり、出力レバー
に加わる力がさほど大きくなくても、セクタギヤを介し
てウオームが容易に回転するため、出力レバーに連結さ
れたロックノブの手動操作によっても出力レバーが容易
にロック位置あるいはアンロック位置に移動するように
なる。つまり、手動によってロックおよびアンロック操
作を行うために、ウオームホイールを戻しばねによって
逆転させる必要がなくなるので、戻しばねが不要になる
と共に、逆転時の不快な作動音が解消されることにな
る。

【００１９】なお、ウオームの条数を３ないし５の範囲
としたのは、ウオームのねじ山が１条あるいは２条の場
合には、進み角が小さくなってセクタギヤの回動による
ウオームの回転が困難となって、手動操作による出力レ
バーの移動ができなくなり、ねじ山が１条あるいは２条
の場合に進み角を大きくすると、セクタギヤとの噛み合
わせが不安定となって、モータの回転をセクタギヤに円
滑に伝達することができなくなることによる。逆にウオ
ームの条数が６以上になると、ウオーム径が小さくなっ
てウオームが形成し難くなることによる。

【００２０】また、ウオームの進み角としては、請求項
２ないし４に記載しているように、条数が３の場合には
２１度から２５度の範囲、条数が４の場合には２８度か
ら３２度の範囲、そして条数が５の場合には４３度から
４７度の範囲の角度とすることがそれぞれ望ましい。こ
のとき、進み角が２１度に満たない場合には、セクタギ
ヤ側からウオームに回転を与えるのが困難になる傾向が
あり、進み角が４７度を超えた場合には、モータの回転
をセクタギヤに円滑に伝達することが難しくなる傾向が
ある。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて、具体的に説
明する。

【００２２】図１（ａ）ないし（ｃ）は、本発明に係わ
るアクチュエータの一実施例の構造を説明するためのも
のであって、図１（ａ）は、当該アクチュエータのカバ
ーを外した状態における平面図、図１（ｂ）および
（ｃ）は、図１（ａ）におけるウオームを拡大して示す
平面図および斜視図である。

【００２３】すなわち、図に示すアクチュエータ１は、
アクチュエータケース２、モータ３、ウオーム４、セク
タギヤ５および出力レバー６から主に構成されている。

【００２４】モータ３は、電流の供給方向に応じて正逆
回転する直流モータであって、そのアーマチュア軸３ａ
にウオーム４を取付けた状態でアクチュエータケース２
内に固定されている。

【００２５】モータ３のアーマチュア軸３ａに取付けら
れたウオーム４は、図１（ｂ）および（ｃ）に拡大して
示すように、４条のねじ山４ａ，４ｂ，４ｃおよび４ｄ
を備え、その進み角（リード角）は、３０度の角度に形
成されている。

【００２６】セクタギヤ５は、前記ウオーム４のねじ山
４ａないし４ｄに噛み合う形状の歯５ａを備え、その回
転軸５ｂにおいてアクチュエータケース２に回動自在に
支持された状態でウオーム４に噛み合わされている。

【００２７】出力レバー６は、アクチュエータケース２
の裏面側に突出したセクタギヤ５のの回転軸５ｂの先端
に連結されており、アーマチュア軸３ａの回転に応じ
て、セクタギヤ５と一体的に回動し、図中に実線で示す
ロック位置と仮想線で示すアンロック位置の間を移動し
て、当該レバー６の先端部６ａに連結されたドアロック
をロックあるいはアンロックするようになっている。

【００２８】アクチュエータケース２は、上記の構成部
品を収納するケース本体の外側にコネクタ２ａを備え、
モータ３のブラシ端子との間を連結する内部配線を通じ
て、外部配線からの電流をモータ３に供給するようにし
てある。また、ケース本体の開口端面に形成した溝には
合成ゴム製のシール材２ｂが嵌装してあり、上記構成部
品をアクチュエータケース２に収納した状態で、図示し
ないカバーをした時にケース２の水密性が保持されるよ
うになっている。

【００２９】このような構造を備えたアクチュエータ１
は、自動車のドアに取付けられ、コネクタ２ａに連結さ
れた外部配線を介してドアロック制御装置に接続される
と共に、出力レバー６の先端部６ａがドアロックに、さ
らに出力レバー６に一体的に形成された接続プレート６
ｂが図示しないロックノブロッドを介してドアに取付け
られたロックノブにそれぞれ連結される。

【００３０】そして、例えば運転席のドアロックスイッ
チをロック位置からアンロック側に操作することによ
り、ドアロック制御装置から外部配線およびコネクタ２
ａを介してモータ３に所定方向の電流が供給され、モー
タ３のアーマチュア軸３ａがウオーム４と共に回転し、
これによって、ウオーム４に噛み合うセクタギヤ５が出
力レバー６と共に図中の反時計回り方向に回動して、出
力レバー６が仮想線で示すアンロック位置に移動するの
で、これに連結されたドアロックのロック状態が解除さ
れる。

【００３１】この状態で、ドアロックスイッチをアンロ
ック位置からロック側に操作すると、ドアロック制御装
置からモータ３に逆方向の電流が供給され、これによっ
てモータ３のアーマチュア軸３ａが逆方向に回転し、ウ
オーム４に噛み合うセクタギヤ５が出力レバー６と共に
図中の時計回り方向に回動して、出力レバー６が実線線
で示すロック位置に移動するので、これに連結されたド
アロックがロック状態となる。

【００３２】また、ロック状態において、ドアに設けら
れたロックノブをアンロック側に手動操作すると、接続
プレート６ｂに連結されたロックノブロッドを介して、
出力レバー６およびセクタギヤ５は反時計回り方向の回
転力を受けることになる。ここで、ウオーム４は前述の
ように条数が４で進み角が３０度となっているので、ウ
オーム４はセクタギヤ５の回転力によって容易に回転す
ることができ、出力レバー６は実線で示すアンロック位
置に移動し、ロックノブの手動操作によってもドアのロ
ック状態を解除することができる。

【００３３】このアンロック状態において、ロックノブ
をロック側に手動操作すると、出力レバー６およびセク
タギヤ５はロックノブロッドを介して時計回り方向の回
転力を受けるが、ウオーム４は、同様にアーマチュア軸
３ａと共にセクタギヤ５の回転力によって容易に逆方向
に回転することから、出力レバー６は実線で示すロック
位置に移動し、ロックノブの手動操作によってもドアを
ロックすることができる。

【００３４】そして、従来のドアロックアクチュエータ
のように、スイッチ操作による自動駆動の後に、戻しば
ねによってウオームホイールを逆転させる必要がなくな
るので、逆転時の作動音をなくすことができるばかりで
なく、戻しばねや２段減速のためのピニオンおよびウオ
ームホイールが不要となって部品点数を削減することが
できると共に、モータへの通電時間が短くなって消費電
力が低減することになる。

【００３５】図２は、本発明の他の実施例に係わるアク
チュエータの構造を示し、この実施例に係わるアクチュ
エータは、上記実施例において示したものと同様の構造
を備えたドアロック用の第１アクチュエータと、チャイ
ルドセーフティロック（幼児のいたずらに基づくドアの
開放を防止するために、ドアのロック状態に関係なく、
車内からはドアが開かないようにするロックシステム−
以下『チャイルドロック』と略称する）用の第２アクチ
ュエータとを一体的に備えたものであって、第１のアク
チュエータ部分については、上記実施例と同様の構造を
有しているので、同一参照番号を付すことによって説明
を簡略化する。

【００３６】なお、第２のアクチュエータは、チャイル
ドロックのみならず、防盗ロック（盗難を防止するため
に、ドアのロック状態に関係なく、車外からはドアが開
かないようにするロックシステム）用に使用することも
可能である。

【００３７】すなわち、図に示すアクチュエータ１１
は、アクチュエータケース１２内の図中上方側に、第１
のモータ３、第１のウオーム４、第１のセクタギヤ５お
よび第１の出力レバー６から主に構成されるドアロック
用の第１のアクチュエータを備えており、これらについ
てはウオーム４の条数および進み角を含めて、構造およ
び作用において、上記第１実施例と変わるところはな
い。

【００３８】そして、当該アクチュエータ１１は、アク
チュエータケース１２内の図中下方側に、さらに第２の
モータ１３、第２のウオーム１４、第２のセクタギヤ１
５および第２の出力レバー１６から構成されるチャイル
ドロック用の第２のアクチュエータを備えている。ま
た、アクチュエータケース１２に備えたコネクタ１２ａ
には、第１のモータ３および第２のモータ１３への内部
配線がまとめて連結してあり、この共通のコネクタ１２
ａを介して外部配線からの電流がモータ３および１３に
それぞれ供給されるようになっている。

【００３９】この第２アクチュエータ部分についても、
上記実施例と基本的に同様の構造を有しており、モータ
１３のアーマチュア軸１３ａに取付けられたウオーム１
４は、同様に、３０度の進み角を有する４条のねじ山を
備え、アクチュエータケース１２から突出した回転軸１
５ｂの先端に出力レバー１６が連結されたセクタギヤ１
５に噛み合っている。そして、出力レバー１６はドアロ
ックのチャイルドセーフティロックレバーに連結されて
いる。

【００４０】したがって、運転席のチャイルドセーフテ
ィスイッチの操作によって、モータ１３の回転がウオー
ム１４およびセクタギヤ１５を介して出力レバー１６の
回動となって伝達されるので、チャイルドロックをロッ
ク状態あるいは解除状態とすることができ、チャイルド
ロックロック状態においては、幼児がドアのロックノブ
やインサイドハンドルをいたずらし、万一ロックが解除
された状態でインサイドハンドルを引いてしまったとし
ても、ドアが開くような危険を未然に防止することがで
きるようになる。

【００４１】また、チャイルドセーフティロックレバー
を手動操作した場合には、セクタギヤ１５の回動がウオ
ーム１４に伝達されてウオーム１４がアーマチュア軸１
３ａと共に回転するので、手動操作によっても、容易に
チャイルドロックをロックあるいは解除をすることがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係わるアクチュエータは、上記構成、すなわちアーマ
チュア軸にウオームを備えたモータと、ウオームに噛み
合って回動するセクタギヤと、セクタギヤに連結された
出力レバーを備えると共に、前記ウオームの条数を３か
ら５条の範囲とし、望ましくは請求項２ないし請求項４
にそれぞれ記載しているように、ウオームの条数が３の
ときにはその進み角を２１度から２５度の角度、条数が
４のときには進み角を２８度から３２度の角度、そして
条数が５のときには４３度から４７度の角度にそれぞれ
選択したものであるから、セクタギヤを回動させること
によってウオームが容易に回転することから、電流供給
に基づくモータ作動によっても、出力レバーに連結され
たロックノブの手動操作によっても、ドアをロックおよ
びアンロックすることができる。そして、手動操作に対
応するために戻しばねによってウオームホイールを逆転
させたり、戻しばねによる付勢力に抗してウオームホイ
ールを回転させるために２段減速を行ったりする必要が
なくなるので、部品点数を削減することができると共
に、モータへの通電時間が減少して消費電力を削減する
ことができ、さらには逆転時における耳障りな作動音を
も解消できるという極めて優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） 本発明の一実施例に係わるドアロック
アクチュエータのカバーを外した状態を示す平面図であ
る。 （ｂ） 図１（ａ）に示したドアロックアクチュエータ
におけるウオームを拡大して示す平面図である。 （ｃ） 図１（ａ）に示したドアロックアクチュエータ
におけるウオームを拡大して示す斜視図である。

【図２】本発明の他の実施例に係わるドアロックアクチ
ュエータの構造を示す平面図である。

【図３】（ａ） 従来のドアロックアクチュエータの主
要構造を示す斜視図である。 （ｂ） 図３（ａ）に示したドアロックアクチュエータ
の作動を説明する平面図である。

【符号の説明】

１，１１ アクチュエータ ３，１３ モータ ３ａ，１３ａ アーマチュア軸 ４，１４ ウオーム ５，１５ セクタギヤ ５ｂ，１５ｂ 回転軸 ６，１６ 出力レバー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 1/16 Ｆ１６Ｈ 1/16 Ｚ // Ｈ０２Ｋ 7/10 Ｈ０２Ｋ 7/10 Ｚ Ｆターム(参考） 2E250 AA21 HH02 JJ00 JJ37 JJ49 KK02 KK03 LL01 QQ10 RR13 RR25 RR34 3J009 DA11 DA17 DA18 EA06 EA19 EA32 EB01 FA03 FA14 5H607 AA00 AA04 AA12 BB01 BB04 CC03 DD03 DD08 DD17 DD19 EE32 KK10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流供給に応じて正逆回転するアーマチ
   ュア軸を有するモータと、 前記モータのアーマチュア軸に取付けられたウオーム
   と、 前記ウオームに噛み合うセクタギヤと、 前記セクタギヤの回転軸に連結された出力レバーを備
   え、 前記ウオームの条数が３ないし５であることを特徴とす
   るアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記ウオームの条数が３であって、進み
   角が２１度から２５度の角度に選ばれていることを特徴
   とする請求項１記載のアクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記ウオームの条数が４であって、進み
   角が２８度から３２度の角度に選ばれていることを特徴
   とする請求項１記載のアクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記ウオームの条数が５であって、進み
   角が４３度から４７度の角度に選ばれていることを特徴
   とする請求項１記載のアクチュエータ。